Processi di Emissione e Assorbimento

Elettroni e Livelli Energetici

• Gli elettroni sono posizionati in livelli energetici e spaziali negli atomi.
• Transizioni elettroniche: salto tra livelli energetici durante assorbimento o emissione.

Transizioni e Spettri

• Assorbimento: l'elettrone salta da uno stato fondamentale a uno eccitato.
• Emissione spontanea: ritorno dell'elettrone allo stato fondamentale con emissione di un fotone.

Emissione Stimolata

• Meccanismo alla base dei laser.
• Un fotone stimola il ritorno dell'elettrone allo stato fondamentale.
• Fotoni emessi in modo coerente (energia, polarizzazione, fase, direzione).

Stati Metastabili e Laser

Stati Metastabili

• Stati in cui un atomo può permanere più a lungo.
• Importante per capire il funzionamento del laser.

Inversione di Popolazione

• Maggior parte degli atomi in uno stato eccitato piuttosto che fondamentale.
• Essenziale per l'emissione stimolata di fotoni.

Funzionamento del Laser

• Uso di tre livelli energetici: fondamentale (E1), ausiliario (E3), metastabile (E2).
• Energia fornita attraverso pompaggio esterno per invertire la popolazione.
• Fotoni emessi stimolano altri elettroni a decadere.

Cavità Ottica

• Due specchi riflettenti amplificano la radiazione.
• Uno degli specchi è semi-riflettente per permettere l'uscita del fascio laser.

Proprietà del Fascio Laser

Caratteristiche Principali

• Unidirezionalità: divergenza molto ridotta.
• Monocromaticità: lunghezza d'onda ben definita.
• Alta coerenza spaziale e temporale.
• Alta densità di energia.

Tipi di Laser

• A stato solido, a gas, a liquidi, e semiconduttori.

Applicazioni Mediche e Oftalmiche

Interazioni con Tessuti

• Effetti fotochimici, fototermici e fotomeccanici.
• Dipendenza da radianza, durata dell'impulso, lunghezza d'onda e tipo di tessuto.

Fotocoagulazione

• Usata per trattamenti retinici e varie patologie oculari.

Chirurgia Refrattiva

• Uso di laser a eccimeri per correggere difetti visivi come la miopia.

Diagnostica

• Tecniche come Scanning Laser e Tomografia a Coerenza Ottica (OCT) per immagini dettagliate delle strutture oculari.

Laser a Femtosecondi

• Usati per chirurgia non invasiva grazie alla loro alta precisione.
• Intervallo di lunghezze d'onda utilizzate nel vicino infrarosso.